[发明专利]脉冲激光微沉积图案形成

权利要求书

1.一种脉冲激光沉积以便在介质上产生图案的方法，所述介质在所述脉冲激光的波长下基本透明，所述方法包括：

由脉冲激光源产生脉冲激光束；

将所述脉冲激光束聚焦到靶上，所述靶产生喷出物来响应所述脉冲激光束和所述靶的相互作用；

在所述介质上积聚至少一部分所述喷出物以便在所述介质上形成材料沉积物；和

控制所述材料沉积物的厚度以改变所述介质的一区域的光密度，并且形成具有不同的光密度的空间图案。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

使所述脉冲激光束透射通过所述介质；

相对于所述介质和靶扫描所述激光束；和

改变激光束扫描速度和扫描线密度中的至少一个以控制所述厚度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中至少一部分所述图案可被表征为具有一维厚度分布，所述一维厚度分布具有比紧邻的周围部分更薄厚度的中心部分，控制所述周围部分的厚度以改变光密度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述脉冲激光源具有从约100kHz到1GHz的重复频率。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光脉冲具有在约10飞秒至可达到约100纳秒的范围内的脉冲持续时间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中激光脉冲能量在约100纳焦到约100微焦的范围内。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述介质包括玻璃、石英、蓝宝石、或聚合物。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述靶包括金属。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述金属包括钢、铝、铜、金、银、或铂。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述靶包括非金属。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述非金属包括碳、硅、或聚合物。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述靶包括用于发光的功能材料，所述功能包括磷光体发光和电致发光中的一种或多种。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述靶包括用于彩色印制的材料。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述靶包括由靶材料制成的结构。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述靶材料是金属。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述金属包括贵金属。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述靶材料包括绝缘体。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述绝缘体包括矿物质和金属氧化物中的至少一种。

19.根据权利要求2所述的方法，其中所述激光束扫描速度根据要印制的图案的灰度改变。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述激光束扫描速度在约1mm/s-约1m/s的范围内，并且用于产生积聚的材料沉积。

21.根据权利要求2所述的方法，其中所述激光束扫描线密度在1-100条线/每毫米的范围内。

22.根据权利要求1所述的方法，其中所述介质被放置成与所述靶接触，或放置在距所述靶可达到约5毫米的距离处。

23.根据权利要求1所述的方法，其中所述光密度对应于所述图案的数字化图像中的至少三个灰度级。

24.根据权利要求1所述的方法，其中所述靶的表面具有的粗糙度大于所述激光的波长。

25.根据权利要求1所述的方法，其中所述图案包括位图图像。

26.根据权利要求1所述的方法，其中所述图案包括矢量图形。

27.根据权利要求1所述的方法，其中通过所述图案的周围或受控照射可获得具有可识别特征的灰度图像。

28.根据权利要求1所述的方法，其中所述介质被设置在所述源和所述靶之间，并且所述喷出物沿着与激光方向相反的方向传播。